天然の赤色を抽出する方法?

近年、食品業界でスーダンレッド事件が頻発し、食品着色料の安全性に対する警戒感が高まり、赤を忌避する声も出ています。そのため、様々な合成赤色染料は、色が明るく、強い発色力を持ち、安定性が高く、比較的安定しているにもかかわらず、人々の普及から徐々に姿を消しつつあります#39の追求"有機農食品「高まる。でも逆に自然赤い彩色色が悪く、安全性が高く、一部には一定の栄養価や薬理作用があり、現代の食品産業の発展において徐々に評価されています[1]。

実際、自然の赤色の研究は、海外では比較的早い時期から始まっていますが、中国では遅い時期から始まっており、報告は比較的少ないです。現在までに、研究されている天然色素材料には、とりわけ、カプサンチン、リコピン、クチナシ赤色素、バラ赤色素、大根赤色素、スカーレット赤色素、monascus赤色素[2]、グレープ赤色素、および茶赤色素が含まれる。同時に、天然の赤い着色の新品種の開発とのための抽出プロセスの改善自然赤い彩色着色業界では喫緊の課題となっています

天然色素の研究における最近の進展

1.1 Capsanthin

現在、国内外でカプサンチンに関する研究が進んでいる。Capsanthinはカロテノイド色素脂溶性(構造図式では図1に示す)赤黒い粘性た脂ぎった液体たもので、唐辛子、の香り最も不揮発性水溶性油、エタノールなどの有机溶剤に一部のオオボウシバナアセトンhexane、つけておいておいて植物油水溶性を持たず、グリセリン、厩の可視光は逃したものの、軽く変色紫外線を当て[3]。

パプリカレッドは、明るい色、光、熱、耐酸性、耐酸性、耐酸性、耐酸性、染色機能、栄養、健康管理機能を持つ高品質の天然色素です。毒性のある副作用はなく、現在、国際的に最も広く販売されている赤色色素である。主に食品、飲料、飼料、ヘルスケア製品、化粧品に使用されています[3]。

パプリカレッドの主な生産地は、スペイン、中央ヨーロッパ、アメリカ、アジア(インド)、アフリカです。通常、パプリカから物理的な抽出法と精製法を用いて作られる。唐辛子の主成分やパプリカレッドの含有量は、原産地によって異なり、それに応じて抽出過程も異なる。パプリカ赤色色素を抽出する主な方法は、食用油溶媒法(油可溶性法)、有機溶媒(石油エーテル等)法、超臨界co2液抽出法、超音波溶媒抽出法である。

油溶剤法とは、食用油(大豆油、綿実油、菜種油など)に唐辛子の皮や乾燥唐辛子の粉を室温で浸し、食用油の中にカプサンチンを溶かした後、一定の工程を経てカプサンチンを抽出する方法である。この方法の欠点は、抽出速度が低いこと、顔料から油を分離することが困難であること、色値の高い製品を得ることが困難であることである。

超臨界co2流体抽出は、高い分離効果、高い収率(68.3%、他の抽出法の文献に報告されている値よりも高い)、高いchroma値の利点を有し、パプリカレッドの抽出に適しています。そのため、現在、国内外で研究が活発に行われています。また、cserhatiら[4-5]のような外国の研究者も、赤色パプリカ色素を分離・精製するために高流体スリーブカラープレートダイオードアレイ法を使用したことを報告しており、その収率は80.67%から97.21%であった。

現在、パプリカレッドは世界です'のベストセラー天然色素、および供給不足で、最も人気のある製品です。米国は1年に4000トンの天然色素を必要として、そのうちのパプリカ赤は約1000トンです;日本では年間約500トンのパプリカが必要です。カナダ、オーストラリア、シンガポール、西ヨーロッパも大きな需要がある[3]。したがって、大量生産する価値があります。

一方、中国で開発されている唐辛子の深加工・仕上げ用の製品は少なく、製品の付加価値も高くないため、資源の未利用やある程度の廃棄物が発生している。脂溶性が顔料に変換することができる、水溶性色素や化学処理がemulsification技術をさらに防止することができる発展し、大根おろしの辛みを行う手法の根治顔料の成分精油技術を分離して単体で向上させることができる同时に、国益に役に立つと改善しつつあるdeep-processedの技術内容や唐辛子製品競争力強化の国内外市场で経済的・社会的に大きな利益を生み出す。

1.2トマトの红素

リコピンは独特なカロテノイドなく循環構造(その構造式が図2に示されて)暗い紅玻璃(たものでa融点の174°C、不溶性に変わって水に小さく簡単にメタノールに溶けるエタノールと、簡単にエーテルに溶ける石油エーテル、hexane、アセトンと溶けやすい有機溶剤の中の化学クロロホルムなど懐炉、ベンゼン。光、酸素、酸、アルカリ、活性剤にさらされると酸化・分解しやすく、高温になると分解が加速されます。リコペンは赤い粉末または赤い液体であり、その薄い油性液体は黄色がかったオレンジ色です[6]。

リコピン強力な抗酸化活性と各種生理活性を有する。一重項酸素活性はβ-カロチンの2倍である。また、細胞の増殖や拡散を抑制する作用があり、様々ながんに対して一定の予防効果と抑制効果があります。また、低密度リポタンパク質コレステロールの酸化を効果的に防ぐことができ、それによってアテローム性動脈硬化症および冠動脈性心疾患を減少させる[7]。

リコペンはまた、幅広い色を持つ食品着色料である。欧州や日本では黄・赤の食品用着色料として承認されており、栄養強化や食品用着色料の分野での使用が増えている健康増進食品用着色料です。

リコピンの調製法や抽出法の研究は、国内外で活発に行われています。現在、抽出、高圧、酵素反応、超臨界抽出、化学合成の5つの主要な方法があります。最も一般的な方法は抽出であり、異なる溶媒中のリコピンの溶解度を利用して、親油性有機溶媒でリコピンを抽出する。食品業界における高圧法の研究はまだ始まったばかりだが、高圧技術は殺菌や保存、微生物細胞の破砕などの面で他に類を見ない優位性を持っている。いくつかの研究では、200 mpaの圧力と15分の加圧がリコピンの抽出に適していることが示されている。加圧サイクル数を増やすことで抽出効率を大幅に向上させることができます[8]。

日本では、トマトの皮を使ってリコピンを抽出する方法が特許になっています#39の自身の酵素反応。わずかにアルカリ性の条件下(ph = 7.5から9)では、トマトの皮に含まれるペクチナーゼとセルラーゼが反応し、ペクチンとセルロースが分解され、リコピンタンパク質複合体が細胞から溶解する。得られた色素は、水分散性リコピン[8]です。

しかし、リコピンの抽出には超臨界抽出法[9-10]の方が適しています。超臨界抽出法は、プロセスが簡単で、エネルギー消費が少なく、安価で、毒性がなく、リサイクルが容易な抽出剤など多くの利点があり、低温で処理できるため、リコピンなどの熱に敏感な成分の抽出に適している。そのため、近年、従来の抽出法に代わって超臨界抽出法を用いる傾向にある。

リコピンは化学合成によっても得られる。主な方法は、基本的な化学反応によってウィッティグ合成とアルデヒド-スルホン合成の2種類に分けられます。結合している炭素原子の数によって2 c15 + c10、c20 + c20、2 c10 + c20などに分けることもできる。現在、合成プロセスによって生産されるリコピンの主な製造業者は、ロシュとbashです[6]。

つまり、リコペンを手に入れる方法はたくさんあります。また、リコピンには栄養価があることから、コスト削減や効率化のために研究を強化していく必要があります。

1.3桑の赤い色素

桑紅色素は、桑の実から抽出されたもので(その構造式は図3に示す)、植物に広く見られる安全で無毒な天然着色料であるアントシアニン色素の一種です。

桑紅色素は、水、エタノール、メタノールに容易に溶解しますが、アセトン、石油エーテルには不溶です。水溶性顔料であり、極性顔料である。

桑紅色素は、酸、アルカリ、光、酸化剤、還元剤、食品添加物、金属イオンに敏感です。これは分子構造と密接に関係していますが、耐熱性に優れています。例えば、桑の赤の色素はso2に敏感で、そのために色あせてしまう[11]。

桑赤色素抽出物の研究では、抽出物には17のアミノ酸が含まれていることがわかりました。そのうちの7つは必須アミノ酸であり、鉄、亜鉛、銅、クロム、モリブデン、カルシウム、ニッケル、カリウム、マグネシウム、リン、特に亜鉛などの様々な微量元素が含まれています。したがって、桑の赤い色素は栄養価が豊富です[11]。中国では1989年に食品添加物の使用に関する国家衛生基準(gb 2760-1996)に桑の赤色素が含まれている。

現在はマセレーション法と樹脂法が主な抽出法となっている。

抽出法の主な工程は、生、熟、紫黒色の桑の実を秤量し、粉砕し、抽出剤(95%エタノール:0.1% hcl = 1:1)を加え、75°cで2時間抽出し、冷却、濾過、液液を真空乾燥させ、最終的に桑の赤色色素が得られる。

抽出法は、抽出剤がエタノールであっても、エタノールと塩酸の組み合わせであっても、濃縮した後に不純物(糖、タンパク質など)を多く含む色素を生成する。色の値は低く(一般的に4.0未満)、多くの場合、粉末にするのが困難な抽出物の形をしています。賞味期限が短い[11]。

樹脂法では、遠心分離後の上澄みの上層を多孔質樹脂に吸着させ、酸性エタノールで溶出させる。濃縮と乾燥の後、顔料粉末が得られます。顔料粉末は、樹脂で精製することで容易に調製でき、色値が大幅に向上し、通常100を超え、精製前の25 ~ 30倍になります。精製後の顔料不純物も大幅に減少し、特性がより安定しています。したがって、樹脂法が適しています。

1.4赤いバルサム

レッド・バルサムはマメ科植物のceris chinensis (bge)の花です。レッドバルサムは、耐酸性、耐アルカリ性に優れたアントシアニン化合物の一種です。酸性溶液中で安定であり、明るい赤色を呈する。また、熱的に安定であり、強い耐光性を有しています。毒性は非常に低く、ほとんど毒性はない。

レッドバルサムの主な抽出・精製方法は、溶媒抽出、マイクロ波界面活性剤シナジー、超臨界co2抽出、膜分離である。例えば、溶媒抽出法では、適切な量のレッドバッド試料を採取し、95%の食品グレードのエタノールを添加する。試料を浸漬することが適切であり、40時間後に暗赤色の色素抽出物が得られる。蒸発したエタノールはリサイクルされ、抽出剤として使用することができます[12]。

マイクロ波界面活性剤の相乗効果を利用する方法もあります[13]。マイクロ波を利用した抽出技術を界面活性剤と組み合わせることで、固相と液相の界面張力を低下させ、顔料の浸出効率と抽出速度を高め、レッドブドから赤色顔料を共同で抽出する効果がある。この方法は、有機溶剤による色素生成物の汚染を低減し、高速かつ高い抽出速度を有するという利点があります。

超臨界co2抽出法や膜分離法は、エネルギー消費量が少なく、安価で毒性がなく、リサイクルが容易であるという利点がありますが、工業生産には適用されておらず、さらなる改良・開発が進んでいません。

bauhiniのvariegataは全国のほとんどの地域に分布し、開花は10月中旬から翌年5月までの7 ~ 8ヶ月間続きます。『中医学大辞典』によると、バウヒニアは熱を取り除き、血液を冷やし、風を吹き払い、解毒する効果があり、リウマチ、筋肉や骨の痛み、鼻炎の治療に用いられる[12]。そのため、研究を強化することには複数のメリットがある。

1.5ロディオラロセア色素

イワベンケイ属Rosea中国の吉林、新疆ウイグル、チベットなどの標高の高い地域や、東アジア、中央アジア、シベリア、北米に分布する植物です。予備的な研究によると、ロディオラ色素はph 2 ~ 6の範囲で比較的安定しており、光に対して不安定であり、低酸素、低温、疲労、マイクロ波放射に対する耐性などの明らかな機能を持っています。また、仕事のスピードを上げ、老化を遅らせ、加齢に関連した病気を予防することができます。そのため、軍事医学やスポーツ医学に大きな意味を持つ[14]。

現在、rhodiola redの色素の抽出は、前処理したロディオラにエタノールやクエン酸などの抽出剤を加え、加熱、撹拌、浸漬、濾過を繰り返し、色素を得るエタノール抽出法が主である[14]。浸漬プロセス中に抽出液を常に交換する必要があるため、溶媒消費量は比較的多い。ソックスレット装置を使用し、95%エタノールを溶媒として使用する場合、ロディオラ色素は逆流、真空蒸留および他のステップによっても得ることができる[14]。連続溶剤抽出法であるため、抽出液の濃度が連続的に上昇し、抽出剤の使用量が少ない。したがって、soxhlet抽出法は、効率の向上、コストの削減に役立ち、継続的な工業生産に適しています。

1.6バラ赤色色素

バラはバラ科の一般的な花で、花が大きく、複層で、色が濃い。ローズレッドは水溶性の色素ですが、アルコールにも溶けます。酸性条件下で良好な安定性を有し、紫外線に対して安定ですが、還元には耐性がありません。従来、バラ色素を薄板クロマトグラフィー(tlc)[15]を用いて抽出・分離し、高性能液体クロマトグラフィー(hplc)を用いて色素組成を解析したところ、顕著な結果が得られた。

しかし、一般的に用いられているのは抽出法であり[16]、抽出剤は65%エタノール(または2 ~ 10%クエン酸溶液)でもよい。バラの花びらを粉砕し、60°cで50時間の一定温度の水浴中に抽出します。エタノール溶液はローズレッドです。バラの花びらを吸引ろ過で取り除き、溶剤をロータリー蒸発器で蒸発させて濃い赤色の抽出物を得た。濃赤色の抽出物を65%エタノールに少量溶かした後、石油エーテルとクロロホルムでそれぞれ抽出し、脂溶性物質を除去し、バラ色の色素溶液を得た。

バラは顔料の抽出に使われるほか、香りが高く、油の収率が高く、食用になるという特徴もある。生花はバラ酒に、バラの花びらはお菓子や保存果物の香辛料に、ドライフラワーはお茶に、バラ油は貴重な香辛料に、バラは薬に使われる。したがって、バラの総合利用に関する研究を強化することは、いろいろな意味で価値があります。

1.7 Astringin

しかし、これまでの国内外での研究・開発・利用に関する報告は少ない。予備的な研究では、rubia cordifolia色素はアントシアニンであり、良好な熱安定性を持つアルコール可溶性色素であることが分かっている。極性の高い酸性水溶液や有機溶剤によく溶解し、非常に毒性が低い。

サルビア赤色色素は、水、エタノール、メタノールおよび他の溶媒に直接抽出することは容易ではないが、酸性媒体に抽出することはより容易である[17]。実験では、非毒性、低コスト、高い抽出速度、回収の容易さの要因を考慮して、最良の抽出溶媒は0.1 mol/ lhcl /65%エタノール溶液であることが示された。濾過と真空濃度の後、ペースト状の暗赤色顔料が得られる。

サルビア・スプレンデンス・ケール(salvia splendens ker-gawl)は、アメリカ大陸原産のシソ科ハーブの一種である。中国で広く栽培されている一年草です。成長が早く、管理が簡単で、花が豊富で、色が鮮やかで、開花期間が長い。したがって、開発と利用価値のある天然の赤色着色資源です。

一-八大根

赤ラディッシュ色素(構造式は図4に示す)は極性溶媒に容易に溶解する水、メタノール、エタノールなどですが、アセトン、ヘキサン、酢酸エチルなどの非極性溶媒ではありません。他の赤色顔料に比べて赤色の色域が広く、ph 1.0 ~ 6.0で鮮やかな赤色を呈し[18]、用途が広い。

ラディッシュレッドは、酸性媒体に強い耐光性を有し、その光安定性はカルミンよりも優れています。アントシアニンの分解が進むにつれて、大根の赤の安定性が低下する[18]。

大根赤主に色素が豊富な赤大根から抽出されます。したがって、安全で、無毒で、資源が豊富で、一定の栄養価と薬理効果を有する天然食品着色料です。

大根赤い色素に関する研究中国では、比較的成熟し対象であり、多い抽出法[19]、一般的な抽出方法するなど、抽出液としてエタノール60%を拷問して、0.5 mol / L HCl水溶液は50 ~お仕舞い30°C 1 h後に、伸長、、濃度paste-like purple-redゲルを得ることができる。ラディッシュの赤色色素は、マクロポーラス吸着樹脂を用いて抽出精製することもできます。まず、イオン交換樹脂で糖類や有機酸を除去し、大根の中の色素を非色素物質から分離し、独特の臭気を除去することで、天然色素の品質を向上させます。これは、天然顔料の促進と応用に役立ちます[19]。

つまり、国家添加物基準委員会で使用が許可されている天然顔料の一つとして、食品、化粧品、医療などの分野で大きな応用の可能性を秘めています。その生産と加工の重要な部分は、大根の赤い色素の分離と濃縮であり、この天然色素の安定性と染色力を向上させます。

1.9他

天然の赤い色の多くの種類があります。上記のより成熟した赤色色素に加えて、monascus 赤いpigment、camellia red pigment[20]、nectarine peel red pigment、grape red pigment[21]、およびpomelo red pigment[22]などの他の天然赤色色素もある。

例えば、wildら[23]はhplcを用いて赤色酵母の米粉から新しいモナシンを単離し、質量分析法を用いてその分子式をc15h12o4とした。

[24-25]ベニバナの花から6種類のペラルゴニジンを抽出した。内藤ら[26]もサツマイモからペラルゴニジンを抽出した。

一方で、赤顔料の抽出方法も常に更新されています。例えば、co2超臨界抽出法は広く使用されており、海外では赤色60色素の微細化に使用されている[27-28];gao yongら[29]も、この方法を用いて、レッドレイク炭素色素の抽出と分離に成功している。また、膜分離、酵素反応などの方法があり、プロセスが簡単で、エネルギー消費が少なく、安価な抽出剤という利点から、研究者から継続的に支持され、評価されている。

2結論

国際市場では、天然赤色の着色料の消費量は毎年10%の割合で増加しており、市場の60%以上を占めています。同时に、機能食品市场の拡大と本質や開発技術の研究のため、私は自然赤い彩色の抽出法でもう少し多面的かつ完璧なる制度改善さ性や効率も大幅、方に会いに行くようpeople&#日常必要39;s。ほとんどの天然の赤色は微量元素が豊富で、高い生理学的活性と薬理作用を有する。したがって、天然赤色着色製品の開発は、広い市場の見通しと経済的価値を持っています。

また、新しい資源を見つけて活用しようとする一方で、考え方を変えて最大限に活用していく必要があります。既存の工場を活用して開発することは、食品、医薬品、化粧品業界にとって大きな意義があります。例えば、バウヒニアの花は、これまで緑化植物としてしか利用されておらず、その花は廃棄物とされていました。実際には、シャロンバラは栽培作物であり、原料が高価で生産量が限られているため、赤色の色素を抽出するためにシャロンバラの代わりに使用することができます。バラの代わりにバウヒニアの花を使って赤色の色素を抽出することは、無駄な資源を利用するだけでなく、貴重なバラ資源を節約することにもつながります。

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